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जैसा कि दो रोवर पानी के संकेतों और जीवन के अग्रदूतों के लिए मंगल ग्रह को परिमार्जन करते हैं, भू-रसायनविदों ने इस बात का खुलासा किया है कि पृथ्वी के प्राचीन महासागर आज के महासागरों से बहुत अलग थे। साइंस जर्नल के इस सप्ताह के अंक में प्रकाशित शोध में नए डेटा का हवाला दिया गया है जो दर्शाता है कि पृथ्वी के जीवन देने वाले महासागरों में आज की तुलना में कम ऑक्सीजन है और पहले की तुलना में एक अरब साल अधिक समय तक ऑक्सीजन से रहित हो सकता है। ये निष्कर्ष यह समझाने में मदद कर सकते हैं कि जटिल जीवन पैदा होने के बाद अरबों वर्षों तक मुश्किल से क्यों विकसित हुआ।
नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF) द्वारा वित्त पोषित और रोचेस्टर विश्वविद्यालय से संबद्ध वैज्ञानिकों ने एक नई विधि का बीड़ा उठाया है जिससे पता चलता है कि विश्व स्तर पर महासागर ऑक्सीजन कैसे बदल सकता है। अधिकांश भूवैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि लगभग 2 अरब साल पहले तक महासागरों में लगभग कोई ऑक्सीजन नहीं घुली थी, और पिछले आधे अरब वर्षों के दौरान वे ऑक्सीजन से भरपूर थे। लेकिन बीच की अवधि को लेकर हमेशा एक रहस्य रहा है।
भू-रसायनविदों ने विशेष क्षेत्रों में प्राचीन ऑक्सीजन के संकेतों का पता लगाने के तरीके विकसित किए, लेकिन संपूर्ण रूप से पृथ्वी के महासागरों में नहीं। हालाँकि, टीम की पद्धति को दुनिया भर के सभी महासागरों की प्रकृति को समझने के लिए एक्सट्रपलेशन किया जा सकता है।
रोचेस्टर विश्वविद्यालय में पृथ्वी और पर्यावरण विज्ञान के डॉक्टरेट छात्र और शोध पत्र के प्रमुख लेखक गेल अर्नोल्ड कहते हैं, 'यह सबसे अच्छा प्रत्यक्ष प्रमाण है कि उस समय वैश्विक महासागरों में कम ऑक्सीजन थी।'
एनएसएफ के पृथ्वी विज्ञान विभाग में कार्यक्रम निदेशक एनरिकेटा बैरेरा कहते हैं, 'यह अध्ययन एक नए दृष्टिकोण, मोलिब्डेनम आइसोटोप के अनुप्रयोग पर आधारित है, जो वैज्ञानिकों को समुद्र के वातावरण में वैश्विक गड़बड़ी का पता लगाने की अनुमति देता है। ये समस्थानिक भूगर्भिक रिकॉर्ड में कई बार एनोक्सिक महासागर की स्थिति की खोज के लिए एक नया द्वार खोलते हैं।'
अर्नोल्ड ने उत्तरी ऑस्ट्रेलिया से चट्टानों की जांच की जो एक अरब साल पहले समुद्र के तल पर थे, उनके और सह-लेखकों जेन बार्लिंग और एरियल अनबर द्वारा विकसित नई विधि का उपयोग करके। पिछले शोधकर्ताओं ने चट्टान में कई मीटर नीचे ड्रिल किया था और इसकी रासायनिक संरचना का परीक्षण किया था, यह पुष्टि करते हुए कि इसने महासागरों के बारे में मूल जानकारी को सुरक्षित रूप से संरक्षित रखा था। टीम के सदस्य उन चट्टानों को अपनी प्रयोगशालाओं में वापस लाए जहां उन्होंने चट्टानों के भीतर मोलिब्डेनम समस्थानिकों की जांच करने के लिए नई विकसित तकनीक का इस्तेमाल किया-जिसे मल्टीपल कलेक्टर इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज़्मा मास स्पेक्ट्रोमीटर कहा जाता है।
मोलिब्डेनम तत्व नदी के प्रवाह के माध्यम से महासागरों में प्रवेश करता है, समुद्री जल में घुल जाता है, और सैकड़ों हजारों वर्षों तक भंग रह सकता है। इतने लंबे समय तक घोल में रहने से, मोलिब्डेनम पूरे महासागरों में अच्छी तरह मिल जाता है, जिससे यह एक उत्कृष्ट वैश्विक संकेतक बन जाता है। फिर इसे महासागरों से समुद्र तल पर दो प्रकार के तलछट में निकाल दिया जाता है: वे जो पानी के नीचे स्थित होते हैं, ऑक्सीजन युक्त और वे जो ऑक्सीजन-गरीब होते हैं।
मिसौरी विश्वविद्यालय के सह-लेखक टिमोथी लियोन के साथ काम करते हुए, रोचेस्टर टीम ने आधुनिक समुद्री तल से नमूनों की जांच की, जिसमें दुर्लभ स्थान भी शामिल हैं जो आज ऑक्सीजन-गरीब हैं। उन्होंने सीखा कि तलछट में मोलिब्डेनम के समस्थानिकों का रासायनिक व्यवहार अलग-अलग पानी में ऑक्सीजन की मात्रा के आधार पर भिन्न होता है। नतीजतन, वैश्विक महासागरों में मोलिब्डेनम समस्थानिकों का रसायन इस बात पर निर्भर करता है कि समुद्री जल कितना ऑक्सीजन-गरीब है। उन्होंने यह भी पाया कि कुछ प्रकार की चट्टानों में मोलिब्डेनम प्राचीन महासागरों के बारे में यह जानकारी दर्ज करता है। आधुनिक नमूनों की तुलना में, ऑस्ट्रेलिया से चट्टानों में मोलिब्डेनम रसायन का मापन बहुत कम ऑक्सीजन वाले महासागरों की ओर इशारा करता है।
सवाल यह है कि ऑक्सीजन कितनी कम है। एनोक्सिक महासागरों से भरी दुनिया के विकास के लिए गंभीर परिणाम हो सकते हैं। यूकेरियोट्स, बैक्टीरिया को छोड़कर सभी जीवों को बनाने वाली कोशिकाएं, भूगर्भिक रिकॉर्ड में 2.7 अरब साल पहले दिखाई देती हैं। लेकिन कई कोशिकाओं वाले यूकेरियोट्स-पौधों और जानवरों के पूर्वज- आधा अरब साल पहले तक प्रकट नहीं हुए थे, उस समय के बारे में जब महासागर ऑक्सीजन से समृद्ध हो गए थे। हार्वर्ड विश्वविद्यालय के जीवाश्म विज्ञानी एंड्रयू नोल के साथ, अनबर ने पहले इस परिकल्पना को आगे बढ़ाया कि एनोक्सिक महासागरों की एक विस्तारित अवधि इस बात की कुंजी हो सकती है कि क्यों अधिक जटिल यूकेरियोट्स मुश्किल से जीवित रहते हैं जबकि उनके विपुल जीवाणु चचेरे भाई पनपते हैं। अर्नोल्ड का अध्ययन इस परिकल्पना के परीक्षण में एक महत्वपूर्ण कदम है।
'यह उल्लेखनीय है कि हम अपने ग्रह के महासागरों के इतिहास के बारे में बहुत कम जानते हैं,' अनबर कहते हैं। 'समुद्र में ऑक्सीजन थी या नहीं, यह एक सीधा-सादा रासायनिक प्रश्न है जिसका उत्तर देना आपके लिए आसान होगा। यह दिखाता है कि रॉक रिकॉर्ड से जानकारी को छेड़ना कितना कठिन है और हमारे मूल के बारे में जानने के लिए हमारे पास कितना कुछ है।'
यह पता लगाना कि प्राचीन काल में महासागरों में ऑक्सीजन कितनी कम थी, अगला कदम है। एनएसएफ और नासा, प्रारंभिक कार्य का समर्थन करने वाली एजेंसियों के निरंतर समर्थन के साथ, वैज्ञानिकों ने उस प्रश्न का उत्तर देने के लिए मोलिब्डेनम रसायन विज्ञान का अध्ययन जारी रखने की योजना बनाई है। जानकारी न केवल हमारे स्वयं के विकास पर प्रकाश डालेगी, बल्कि हमें उन परिस्थितियों को समझने में मदद कर सकती है, जिन्हें हमें पृथ्वी से परे जीवन की खोज करते समय देखना चाहिए।
मूल स्रोत: एनएसएफ समाचार विज्ञप्ति
